采用印刷有机光电探测器的高分辨率薄膜指纹传感器

摘要： 近年来，有机光电探测器（OPDs）因在大面积光传感应用中的潜力而备受关注。本文报道了高分辨率狭缝涂布工艺制备的大面积体异质结有机光电二极管（OPD）阵列。该器件采用新型电子传输层——氧化铟镓锌与氧化钼顶电极的组合，有效将-2V偏压下的暗电流密度降至≈10?7 mA cm?2的极低水平。在反向偏压条件下，该OPD展现出宽范围光强下的线性响应特性及高探测率。将其涂覆于508 ppi TFT背板上，实现了具备反射式成像能力的高质量光学指纹扫描仪。通过表征该指纹传感器的光电性能，成功获取了高分辨率指纹图像。

有机光伏电池中通过结晶激活的超厚有机色素层，厚度可达10微米

摘要： 有机光电器件往往具有有限的厚度。由有机颜料制成的有机发光二极管（OLED）和有机光伏电池（OPV）通常厚度仅为几纳米或几十纳米。而聚合物制成的有机光伏电池厚度通?？纱锸倌擅琢考?，但仍需针对光吸收与电荷传输进行协同优化。本研究证明，通过使用酞菁与富勒烯这对典型颜料组合，结晶化能使10微米厚的颜料层在光伏电池中发挥活性作用。实验证实，厚度远超光学优化所需值的晶体颜料层可用于有机光电器件，且这类器件有望摆脱光学与电荷传输协同优化的设计限制。

高性能环境条件加工的聚合物太阳能电池与有机薄膜晶体管

摘要： 大规模商业化合成体异质结（BHJ）太阳能电池材料极具挑战性，且耗时耗能。制备具有批次间分子量均匀、分散度低的π共轭聚合物（CPs）是实现高效聚合物太阳能电池良好重现性的关键要求。本研究在密闭微波反应器中合成了以高性能著称的共轭聚合物PTB7-Th，获得了高分子量且低分散度的产物。已知微波反应过程可控性更强且能耗更低。通过策略性控制前驱体在不同反应时长下的反应，最终获得最佳分子量。所有不同CPs均采用1H NMR、凝胶渗透色谱（GPC）、紫外-可见光谱（UV?vis）、光致发光（PL）、电子自旋共振（ESR）和拉曼光谱进行表征，同时采用原子力显微镜（AFM）和掠入射X射线衍射（GIXRD）技术深入研究薄膜形貌。通过考察分子量对PC71BM受体常规BHJ太阳能电池的影响，建立了系统的结构-性能关系。在35分钟反应时间获得的CP经环境条件下的BHJ器件集成后表现出最佳性能，其光电转换效率（PCE）达8.09%，与热合成路线制备的CP结果相当。当器件在手套箱内制备时，优化聚合物（35分钟微波反应产物）的PCE进一步提升至8.47%。采用微波合成CP的有机薄膜晶体管（OTFT）器件展现出更优的空穴迁移率（0.137 cm2 V?1 s?1），优于热合成CP器件。本研究同时证实，微波合成CP的器件稳定性和重现性显著优于热合成CP。

更正：聚合物主链氟化对体异质结有机太阳能电池中电荷产生/复合模式及垂直相分离的影响

采用随机三元共聚物给体、活性层厚度为350纳米的高效大面积有机光伏组件

摘要： 通过将少量苯并二噻吩引入到高度结晶的并三噻吩与二氟苯并噻二唑共聚物BDT-Th0中，开发出随机三元共聚物。共聚物BDT-Th0的体异质结（BHJ）是通过聚合物晶体的快速固液相分离过程形成的，这导致不规则且模糊的相分离以及严重的聚合物聚集。相比之下，采用10%摩尔进料比苯并二噻吩单元制备的随机三元共聚物BDT-Th0，其聚合物堆积结构的形成更为缓慢渐进，在前驱体溶液中未出现松散堆积的准晶体导致的显著团聚现象。由此形成了具有适当相分离和更高畴纯度的最佳BHJ形貌。BDT-Th0通过将小电池的优化BHJ形貌成功复刻至58.5 cm2尺寸、350 nm膜厚的?？橹?，实现了7.74%的高太阳能电池效率，而共聚物则表现出不可复现的特性，效率大幅降至4.37%。该结果是目前此类厚活性膜高性能大面积钙钛矿太阳能电池?？橹凶罡咝手?。

共轭共聚物与火焰法制备的氧化锌纳米颗粒共混的光伏性能

摘要： 描述了基于4,4-十二烷基并五苯并[1,2-b]二噻吩(PC12PDT)和5-辛基-5H-噻吩并[3,4-c]吡咯-4,6-二酮(TPD)的共聚物的合成、表征及光伏性能研究。该PC12PDTTPD共聚物实现了约0.8-0.9 V的高开路电压(Voc)。采用含1%氯萘的氯苯作为溶剂添加剂制备了体异质结(BHJ)太阳能电池。通过火焰喷雾热解(FSP)法制备的氧化锌纳米颗粒分散于1-丁醇中，随后与电子受体[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)共同负载到器件中。结果表明，不同用量的氧化锌纳米颗?；嵊跋焯裟艿绯氐墓β首恍?PCE)。本研究中获得的最高PCE(3.33%)出现在负载5.45 wt%氧化锌的器件中，相较于标准器件(2.45%)有所提升。

界面与体相纳米结构调控有机太阳能电池中的电荷损失

摘要： 自20世纪90年代初引入最先进的体异质结（BHJ）器件结构以来，有机太阳能电池（OSCs）已成为一种极具前景的可持续能源。过去十年间分子设计方法的显著进步，促使研究人员采用电子亲和能更低（p型）和更高（n型）的更适配有机半导体材料组合。这些多功能有机材料除其他特性外，还具有多样的吸收能力，可形成明确的界面、相分布和晶体纳米结构。结合软硬X射线的结构表征技术，使我们能够定量测量这些形貌参数及其与光伏（PV）参数的强关联性。通过采用有利的加工技术，实现了体相中理想的界面面积和电荷渗流，从而获得高效的短路电流（JSC）和填充因子（FF）值。材料化学结构设计、器件表征与工程领域的协同努力，已将有机太阳能电池的功率转换效率（PCEs）提升至16%。然而，单层BHJ结构仍需进一步优化，才能将其PCEs推向理论极限。

利用光子上转换器提升体异质结有机太阳能电池的性能

摘要： 本文研究表明，在体异质结有机太阳能电池（BHJ OSCs）中引入光子上转换层可显著提升器件性能。我们采用简易数值模型结合光电模拟方法，系统优化了基于P3HT:PCBM、PSBTBT:PCBM、PBDTTT-C:PCBM和PTB7-Th:PCBM四种体系的BHJ OSCs光子上转换过程。在通过实验数据验证上转换集成模型后，针对各类型BHJ OSCs分析了具有优化光谱特性的光子上转换层效果，分别估算出P3HT:PCBM、PSBTBT:PCBM、PBDTTT-C:PCBM和PTB7-Th:PCBM基电池的效率提升幅度约为30.8%（4.55%→5.95%）、24.3%（5.02%→6.24%）、28.9%（6.35%→8.19%）和16.9%（10.55%→12.34%）。进一步研究发现，光子上转换与局域表面等离子体共振效应对本研究最优体系PTB7-Th:PCBM的作用呈现非线性关系，额外引入等离子体共振仅能带来约2.3%（12.32%→12.62%）的微弱性能提升。最后我们论证了通过结合聚光太阳光与工程可实现的上转换层，PTB7-Th:PCBM基BHJ OSC的效率有望突破16%。

一种基于对称苯并硒二唑的D-A-D型小分子，用于溶液加工的体异质结有机太阳能电池

摘要： 以苯并硒二唑作为中心受体单元，正己基联噻吩为末端给体单元，设计了对称的给体-受体-给体（D-A-D）构型小分子生色团4,7-双(5'-己基-[2,2'-联噻吩]-5-基)苯并[c][1,2,5]硒二唑（RTh-BSe-ThR），用于制备溶液加工型体异质结有机太阳能电池（BHJ-OSCs）。该生色团在常见有机溶剂中具有良好的溶解性，在可见光区表现出较宽的吸收范围，光学带隙（Eg opt）约为1.87 eV。含两个正己基联噻吩单元的苯并硒二唑单元展现出优异的电化学性能，最高占据分子轨道（HOMO）能级约为5.38 eV，最低未占据分子轨道（LUMO）能级约为3.51 eV。采用RTh-BSe-ThR与PC61BM（1:3，质量比）共混薄膜制备的BHJ-OSCs表现出约3.46%的功率转换效率（PCE）和高达11.20 mA/cm2的短路电流密度（JSC）。光伏参数的提升可能归因于体异质结界面面积的显著增大，这增强了薄膜的光捕获能力和分流电阻。

在有机太阳能电池上实施数据立方泵浦-探测开尔文探针力显微镜技术

摘要： 报道了一种泵浦-探测开尔文探针力显微镜（pp-KPFM）的实现方法，该方法支持单点模式或二维网格模式下的时间分辨表面电势记录。光谱数据在开放z环路配置下获取，简化了pp-KPFM操作流程。通过电学泵浦测量验证了该方法的可行性。随后采用阴极光学功率依赖的点光谱曲线测量，以及裸露有机活性层表面光电压的二维时间分辨图像映射技术，研究了基于PTB7与PC71BM的体异质结太阳能电池的动态光响应特性。